某煉軋廠配電工程的無線測溫系統
1無線測溫系統建設背景
1.1 設備規模
本煉軋廠配電工程由一個10kV開閉所、1#和2#兩個變配電所組成，共計21面中壓開關柜。其中，中壓開關為真空斷路器的中置式開關柜，分別采用美伊頓*的150VCP-W50型真空斷路器和ABB生產的VD4型真空斷路器。
1.2 設備運行維護現狀
日常運行中10kV開關具有帶電運行時間長、運行電流偏大、停電維護檢修機會少等特點，并且因為五防設計原因開關柜門閉鎖不能打開，運行、維護人員僅僅依靠測溫槍或紅外成像儀等工具，很難對開關柜易發熱部位如動靜觸頭、出線母排等的溫度進行有效監視。該配電工程自2013年至2015年，先后發生了1AH6進線開關觸頭過熱跳閘導致母線失電、1AH10進線開關觸頭過熱跳閘導致母線失電等影響配電房安全穩定的事故。
發生以上事故主要是因為缺乏有效的在線監測手段，難以有效預防過熱故障，當開關元件發熱后也無法及時處理，終導致開關損壞甚至配電房非停。總之，該配電工程10kV開關不能滿足配電房安全穩定運行的要求。
2無線測溫監測技術的應用情況
隨著電力工業的發展，對設備的安全性、可靠性要求越來越高。以往人工詢視設備的方法已逐漸弱化，在這種條件下，高壓設備的無線測溫系統應運而生。這種技術是將內置電池和無線發射模塊的測溫傳感器安裝于各測溫點，由于其體積小，且無需任何接線，其電氣安全性可以得到保證。傳感器周期性的將測溫數據無線發送至接收單元，接收單元可聯網將數據送至主站，以此實現一個區域系統的電氣溫度監測。
目前我許多地方的電網公司、變電站、鋼鐵公司等都已在高壓設備上采用這種無線測溫監測技術。相對來說，火力發電廠由于各自不同的原因較少采用這種技術，多數火電廠仍然采用試溫蠟片、測溫儀等傳統手段借助人力進行設備監控。
3本工程無線測溫系統架構
本配電工程無線測溫監測系統主要由數據采集、數據傳輸和主站監測組成，每面中壓開關柜的斷路器手車觸頭均需配備無線測溫裝置，每面柜內節點的溫度通過485通訊口匯聚至后臺系統。
3.1 數據采集
本系統的接點溫度采集由無線測溫傳感器、收發器、測溫終端構成，無線測溫傳感器直接安裝于配電柜內發熱節點，通過無線射頻技術將測溫數據發送到收發器，再由收發器將數據送至測溫終端顯示，測溫終端可傳輸到監控主網。本工程無線測溫終端選用安科瑞德智能操控無線測溫一體化裝置ASD320-P6，無線測溫傳感器選用安科瑞ATE200，收發器選用安科瑞ATC100。
整個系統由10kV開閉所無線測溫子系統、1#變配電所無線測溫子系統、1#變配電所無線測溫子系統、主站組成。
3.1.1無線測溫產品上圖方案
10kV開閉所無線測溫方案配置
1#變配電所無線測溫方案配置
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2#變配電所無線測溫方案配置
3.1.2無線測溫方案明細
編號 | 10kV開閉所 |
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序號 | 名 稱 | 安裝柜 | 單 位 | 數 量 | 備注 | |||
1 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH1柜 | 臺 | 1 | 安 科 瑞 電 氣 股 份 有 限 公 司 | |||
2 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
3 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
4 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH2柜 | 臺 | 1 | ||||
5 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
6 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
7 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH3柜 | 臺 | 1 | ||||
8 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
9 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
10 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH4柜 | 臺 | 1 | ||||
11 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
12 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
13 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH5柜 | 臺 | 1 | ||||
14 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
15 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
16 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH6柜 | 臺 | 1 | ||||
17 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
18 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
19 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH7柜 | 臺 | 1 | ||||
20 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
21 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
22 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH8柜 | 臺 | 1 | ||||
23 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
24 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
25 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH9柜 | 臺 | 1 | ||||
26 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
27 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
28 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH10柜 | 臺 | 1 | ||||
29 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
30 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
31 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH11柜 | 臺 | 1 | ||||
32 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
33 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
34 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH12柜 | 臺 | 1 | ||||
35 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
36 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
37 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH13柜 | 臺 | 1 | ||||
38 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
39 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
40 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH14柜 | 臺 | 1 | ||||
41 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
42 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
43 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 1AH15柜 | 臺 | 1 | ||||
44 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
45 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
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編號 | 1#變配電系統 |
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序號 | 名 稱 | 安裝柜 | 單 位 | 數 量 | 備注 | |||
1 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 2AH1柜 | 臺 | 1 | 安 科 瑞 電 氣 股 份 有 限 公 司 | |||
2 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
3 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
4 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 2AH2柜 | 臺 | 1 | ||||
5 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
6 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
7 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 2AH3柜 | 臺 | 1 | ||||
8 | 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 6 | |||||
9 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
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編號 | 2#變配電系統 |
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序號 | 名 稱 | 安裝柜 | 單 位 | 數 量 | 備注 | |||
1 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 3AH1柜 | 臺 | 1 | 安 科 瑞 電 氣 股 份 有 限 公 司 | |||
2 | 無線測溫傳感器ATE200 |
| 點 | 6 | ||||
3 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
4 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 3AH2柜 | 臺 | 1 | ||||
5 | 無線測溫傳感器ATE200 |
| 點 | 6 | ||||
6 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
7 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 3AH3柜 | 臺 | 1 | ||||
8 | 無線測溫傳感器ATE200 |
| 點 | 6 | ||||
9 | 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 1 | |||||
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| 合計 | 智能操控裝置ASD320-P6 | 臺 | 21 |
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| 無線測溫傳感器ATE200 | 點 | 126 |
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| 無線測溫收發器ATC100 | 個 | 21 |
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3.2 數據傳輸
數據傳輸主要包括通訊采集器、光端機以及傳輸光纖。無線測溫終端ASD320-P6采集每個接點溫度數據，匯聚到通訊管理機，再通過光纖向測溫主站傳輸信號。每臺ASD320-P6對應的無線測溫傳感器采用地址編碼識別，只接收與自身網絡地址匹配的數據，自動過濾地址不匹配的數據，且數據在無線傳輸時不會相互干擾。
3.3 主站監測系統
本配電工程采用的是Acrel-2000無線測溫系統，其設立在集控室電子間內，由通訊模塊、顯示模塊、告警輸出模塊、數據存儲、事件記錄模塊和后臺軟件模塊組成。其作用是將3個10kV配電室內無線測溫終端傳輸過來的信號，顯示在主站的顯示器上，實現溫度實時顯示、歷史數據記錄對比分析、超溫預警及報警、運行狀態全程記錄等功能，幫助監控人員監測、分析開關溫度監測點的過熱情況，預測出故障發生的部位，保證高壓設備安全運行。
3.3.1 系統架構
3.3.2 系統配置
序號 | 名稱 | 型號、規格 | 單位 | 數量 | 備注 |
1 | 工控機 | IPC-510MB/501G2(10串口,雙網口) /G1620 /2.7GHz/2G+4G/500G/DVD/研華鍵盤+光電鼠標 | 臺 | 1 | 研華 |
2 | 顯示器 | 19"液晶顯示器 分辨率 1600*900 | 臺 | 1 | DELL |
3 | 8口串口卡 | CP-138U-I 串口標準： RS-422/485 (PCI插槽 帶隔離) | 只 | 1 | MOXA |
4 | 音箱 | R19U | 臺 | 1 | 漫步者 |
5 | 電力監控軟件 | 系統組態軟件Acrel-2000 | 套 | 1 | 安科瑞 |
6 | UPS電源 | C1K/1KVA 塔式 (SANTAK) | 臺 | 1 | SANTAK，山特 |
7 | 打印機 | HP 1108 A4幅面 | 臺 | 1 | 惠普，甲供 |
8 | 操作系統 | WINDOWS7 64位簡體中文旗艦版 | 套 | 1 | 微軟，甲供 |
9 | 操作臺 | 鋼制結構 1.2米 | 臺 | 1 |
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3.3.3 系統功能
實時監測
安科瑞Acrel-2000無線測溫系統人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示各測溫節點的溫度數據，及有關故障、告警等信號。
詳細溫度查詢
歷史溫度曲線、實時溫度曲線查詢、實時溫度數據查詢
運行報表
查詢各回路設備運行溫度報表
實時報警
安科瑞Acrel-2000無線測溫系統具有實時高溫報警功能。
用戶權限管理
安科瑞Acrel-2000無線系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
定值設置
用于修改高溫定值、超溫定值
4無線測溫系統特點
（1）無線測溫模塊安全可靠、安裝維護簡單，適合對中開關高電壓、大電流接點處進行溫度監測，被測設備的結構不需要變動。
（2）整個無線測溫系統可以通過無線方式通訊，信號傳輸方便。
（3）無線測溫系統抗力強，對脈沖干擾、快速瞬變干擾、靜電輻射、電磁場輻射等的抗力達到四級標準，同時設備運行不影響中壓開關的分、合閘操作以及保護裝置的動作。
5 結論
該配電工程用10kV無線測溫系統經過運行檢驗，已經證明可以滿足現場安全、穩定運行的要求。實現開關溫度在線實時監測，不僅降低了開關設備的維護檢修工作量，而且有效預防了重大事故的發生，對確保配電工程10kV設備的正常運行有重要意義，同時對其他公司進行設備無線測溫裝置改造工作具有一定的借鑒指導作用。
參考文獻
[1] 廠用6kV開關無線測溫監測系統的應用.李建龍.張麗娜.現代制造.2017(12):67-67
[2] JGJ 16-2008 民用建筑電氣設計規范[S].
[3] GB 50052-1995 供配電系統設計規范[S].
[4]安科瑞電氣股份有效公司.能效管理系統設計安裝圖冊.2013.11.1合訂本.
作者簡介：
王蒙蒙，女，本科。任職單位：現任職于安科瑞電氣股份有限公司
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